Нанопокрытие предотвращает появление жирных пятен на поверхностях

]

Сальные отпечатки пальцев на блестящих поверхностях из нержавеющей стали не только непривлекательны, но и оказывают негативное влияние на конкретную поверхность. Новое нанопокрытие, создаваемое учеными Fraunhofer, скоро предотвратит раздражающие пятна, которые возникают, когда пальцы касаются поверхностей из нержавеющей стали. Ключевой фактор их метода: специальные наночастицы, включенные в покрытие.

Новое золь / гель нанопокрытие предназначено для предотвращения отпечатков пальцев на поверхностях из нержавеющей стали и металла. (© Fraunhofer IMWS)

Новый блестящий холодильник имеет привлекательную переднюю панель из нержавеющей стали. Однако, это не займет много времени, прежде чем дверь будет покрыта темными отпечатками пальцев, которые трудно удалить с помощью только ткани и моющего средства; работа действительно требует напряженной полировки. Отпечатки пальцев, подобные этим, являются не просто непривлекательными; смазочная пленка также наносит вред металлической поверхности.

Попрощайтесь с жирными мазками

Вместе со своими коллегами из FEW Chemicals GmbH в Вольфене ученые из Института микроструктуры материалов и систем Фраунгофера IMWS в Галле в настоящее время работают над решением этой проблемы жирных пятен. Секретный слой, содержащий специальные добавки, является секретом, и этот слой является масло и водоотталкивающим. Эффект слоя является двойным: когда частицы, интегрированные в покрытие, оседают на поверхности нержавеющей стали, поверхность становится более шероховатой, а площадь ее поверхности увеличивается.

Когда палец соприкасается с дверцей холодильника, он просто касается поднятых точек поверхности, и смазка на кончике пальца никогда не достигает «впадин» поверхности из нержавеющей стали. Это означает, что площадь поверхности, которая фактически соприкасается со смазкой, остается очень маленькой. Кроме того, показатель преломления покрытия был изменен таким образом, чтобы он соответствовал естественному содержанию масла в коже. Это означает, что покрытая поверхность из нержавеющей стали отражает свет точно так же, как поверхность, к которой прикоснулись липкие пальцы. Следовательно, отпечатки пальцев едва заметны.

Анализ систем слоев

Пока FEW Chemicals GmbH руководит разработкой систем покрытий, исследователи Фраунгофера сосредоточены на анализе этих слоев.

Мы исследуем слои, созданные не только с помощью оптической микроскопии, но также сканирующей электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии. Мы рассмотрим, насколько велики отдельные частицы в системе покрытия и распределены ли они однородно или нет. Влияние используемых добавок является еще одним направлением нашего анализа.

Др. Джессика Клем, научный сотрудник, Биологические и макромолекулярные материалы, Fraunhofer IMWS

Такие запросы очень важны для оценки качества покрытия. Например, если наночастицы агрегируют с образованием более крупных частиц, покрытие может потерять свою прозрачность. И наоборот, если частицы очень крошечные, поверхность остается очень гладкой, и смазочная пленка прилипает к ней на больших площадях, несмотря на покрытие.

Перед выполнением этих экзаменов пришлось решить ряд задач. Прежде всего, образцы должны были быть уменьшены в размере. Идеальные исследования с помощью оптической микроскопии, а также дополнительные исследования с другими подходами требуют, чтобы образцы имели толщину не более 60-80 мкм, то есть примерно толщину человеческого волоса; исследование под просвечивающим электронным микроскопом даже требует образца, который в тысячу раз тоньше.

Мы не можем разрезать образцы по размеру с помощью пилы, которая разрушит покрытие. Поэтому мы заливаем образцы в смолу, а затем шлифуем их до желаемой толщины.

Д-р. Джессика Клем, научный сотрудник, Биологические и макромолекулярные материалы, Fraunhofer IMWS

Автоматическая испытательная машина количественно оценивает эффект от отпечатков пальцев

Кроме того, ученые создают автоматическую испытательную машину для слоев. Устройство предназначено не для проверки частиц в покрытии, а для определения видимости самих отпечатков пальцев. Машина погружает штамп в раствор, состав которого напоминает состав масляного слоя на коже человека. Работая автоматически и с одинаковой силой и продолжительностью, этот штамп затем нажимает на покрытую поверхность, чтобы оставить «отпечатки пальцев». Машина будет использовать сочетание оптических и спектрометрических процессов для проверки того, сколько раствора остается на поверхности, и, следовательно, для достижения процентного значения, представляющего эффект покрытия от отпечатков пальцев. В настоящее время исследователи работают над поиском идеального сочетания аналитического оборудования для этой цели.

Ученые уже определили предпочтительную среди многих систем покрытий, которые они тестировали. Задача на данный момент заключается в дальнейшем совершенствовании системы. Работы по разработке планируется завершить к концу 2020 года, когда массовое производство системы покрытия будет передано FEW Chemicals GmbH.

Источник: https://www.fraunhofer.de/en

Source link